FR3012549A1 - Embrayage a friction - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un embrayage à friction (1), comportant un plateau de réaction (2), un plateau de pression (6) solidaire en rotation et agencé de manière axialement mobile par rapport à celui-ci, un disque d'embrayage (5) avec des garnitures de friction (4) disposées axialement entre le plateau de réaction (2) et le plateau de pression (6), un couvercle d'embrayage (3) raccordé de manière solidaire en rotation au plateau de réaction (2), une rondelle-ressort (7) s'appuyant contre le couvercle d'embrayage (3) avec des languettes de rondelle-ressort (14) ainsi qu'un système d'actionnement (8) déplaçant axialement les languettes de rondelle-ressort (14) le long d'une course d'actionnement (s) au moyen d'un palier d'actionnement (15), caractérisé en ce que des surfaces de contact (19, 20) variables radialement sont prévues entre le palier d'actionnement (15) et les languettes de rondelle-ressort (14) le long de la course d'actionnement (s).

Description

Embrayage à friction L'invention concerne un embrayage à friction comportant un plateau de réaction agencé de manière rotative autour d'un axe de rotation, un plateau de pression solidaire en rotation et agencé de manière axialement mobile par rapport à celui-ci, un disque d'embrayage avec des garnitures de friction disposées axialement entre le plateau de réaction et le plateau de pression, pouvant être serrées entre ceux-ci par déplacement axial du plateau de pression, un couvercle d'embrayage raccordé de manière solidaire en rotation au plateau de réaction, une rondelle-ressort s'appuyant contre le couvercle d'embrayage avec des languettes de rondelle- ressort s'étendant radialement vers l'intérieur ainsi qu'un système d'actionnement déplaçant axialement les languettes de rondelle-ressort le long d'une course d'actionnement au moyen d'un palier d'actionnement, pour le déplacement du plateau de pression au moyen de la rondelle-ressort.

La construction et le fonctionnement des embrayages à friction dans des transmissions de véhicules automobiles sont bien connus depuis longtemps. On y trouve entre un plateau de réaction, p. ex. un volant d'inertie, une masse d'inertie ou similaire et un plateau de pression servant de contre-surface de frottement pour les garnitures de friction d'un disque d'embrayage, une adhérence par friction et par conséquent le couple transmissible par l'embrayage à friction étant ajustés par déplacement axial du plateau de pression au moyen d'une rondelle-ressort commandée par un système d'actionnement. En fonction de la réalisation de l'embrayage à friction sous forme d'embrayage à friction à ouverture ou à fermeture forcées par une rondelle-ressort actionnée par pression ou traction sur ses languettes de rondelle-ressort agencées radialement vers l'intérieur, des forces d'actionnement sont formées sur la course d'actionnement axiale depuis une position de repos du système d'actionnement jusqu'à une position d'activation maximale, lesquelles peuvent varier sur la course d'actionnement. Ainsi, dans le cas d'un embrayage à friction à ouverture forcée où le système d'actionnement est au repos, le plateau de pression est pré-contraint par la rondelle-ressort contre le plateau de réaction, l'embrayage à friction est donc fermé. En fonction des propriétés de la rondelle-ressort et des forces de rappel du plateau de pression, p. ex. de la suspension de garniture des garnitures de friction et des ressorts à lame entre le plateau de pression et un couvercle d'embrayage pour un agencement solidaire en rotation et axialement mobile du plateau de pression par rapport au plateau de réaction, la force d'actionnement telle qu'une force de débrayage va en augmentant sur la course d'actionnement avec un maximum de débrayage, avant de décroître à nouveau. La valeur absolue de la force de débrayage dépend en l'occurrence des rapports de levier qui s'exercent sur la rondelle-ressort. La rondelle-ressort s'appuie sur un point d'appui en divisant les longueur de levier entre des surfaces de contact des languettes de rondelle-ressort sur le palier d'actionnement du système d'actionnement et le point d'appui d'une part, et le point d'appui et une surface de pose du plateau de pression d'autre part, la force d'actionnement diminuant à mesure que la longueur de levier des languettes de rondelle-ressort augmente, la course d'actionnement étant toutefois croissante. En conséquence de quoi cette longueur de levier des languettes de rondelle-ressort est ajustée à la force d'actionnement maximale attendue, aux espaces de montage disponibles et au système d'actionnement. Des conditions limites peuvent en particulier apparaître en cas d'exigences croissantes pour la force de serrage maximale, susceptibles d'entraîner une réduction de la durée de vie de la rondelle-ressort, de rendre plus difficile la manoeuvre de l'embrayage à friction, d'élever les forces d'actionnement, etc.

L'invention vise à perfectionner avantageusement un embrayage à friction, en particulier sur l'arrière-plan d'une régularité d'actionnement de l'embrayage à friction le long de sa course d'actionnement, pour des forces d'actionnement réduites et des courses d'actionnement courtes. Ce problème est résolu par un embrayage à friction, comportant un plateau de réaction agencé de manière rotative autour d'un axe de rotation (d), un plateau de pression solidaire en rotation et agencé de manière axialement mobile par rapport à celui-ci, un disque d'embrayage avec des garnitures de friction disposées axialement entre le plateau de réaction et le plateau de pression, pouvant être serrées entre ceux-ci par déplacement axial du plateau de pression, un couvercle d'embrayage raccordé de manière solidaire en rotation au plateau de réaction, une rondelle-ressort s'appuyant contre le couvercle d'embrayage avec des languettes de rondelle- ressort s'étendant radialement vers l'intérieur ainsi qu'un système d'actionnement déplaçant axialement les languettes de rondelle-ressort le long d'une course d'actionnement (s) au moyen d'un palier d'actionnement, pour le déplacement du plateau de pression au moyen de la rondelle-ressort, caractérisé en ce que des surfaces de contact variables radialement sont prévues entre le palier d'actionnement et les languettes de rondelle-ressort le long de la course d'actionnement (s).

L'embrayage à friction proposé est prévu pour une transmission d'un véhicule automobile, p. ex. comme embrayage à friction sur un volant d'inertie, une masse d'inertie secondaire d'un volant bimasse et similaire ou intégré à un embrayage double. L'embrayage à friction comporte un plateau de réaction avec une contre-surface de frottement, un plateau de pression avec une contre-surface de frottement solidaire en rotation et agencé de manière axialement mobile par rapport à celui-ci. Des garnitures de friction d'un disque d'embrayage raccordées par une suspension de garniture sont disposées axialement entre le plateau de pression et le plateau de réaction. Un serrage des garnitures de friction est obtenu par déplacement axial du plateau de pression contre le plateau de réaction. A cet effet, une rondelle-ressort est contrainte entre le plateau de pression et un couvercle d'embrayage raccordé au plateau de réaction de manière solidaire en rotation, dont la force de serrage par rapport au plateau de pression est commandée par un système d'actionnement agissant axialement le long d'une course d'actionnement sur des languettes de la rondelle-ressort à extension radiale vers l'intérieur. La rondelle-ressort peut être réalisée sous forme de ressort à levier, en particulier dans un embrayage à friction de type à pression. L'embrayage à friction est préférentiellement réalisé comme embrayage à friction à ouverture forcée, lequel est fermé en cas d'inactivation du système d'actionnement par une force de serrage maximale du plateau de pression par rapport au plateau de réaction. L'embrayage à friction peut aussi être réalisé comme embrayage à friction ouvert en cas d'inactivation du système d'actionnement et fermé par activation de celui-ci. Ces embrayages à friction peuvent être outre être réalisés comme embrayages à friction de type à pression ou à traction, où, à partir d'une position d'actionnement, une force de pression ou une force de traction sont appliquées sur les languettes de rondelle-ressort en cas d'inactivation du système d'actionnement. Des formes mixtes pourront être obtenues notamment avec un tirant inverseur de direction de force entre le plateau de pression et la rondelle-ressort. Le fonctionnement des embrayages à friction des différents types est sensiblement déterminé par les propriétés de la rondelle-ressort ainsi que par le type de serrage auquel celle-ci est soumise entre le plateau de pression et le couvercle d'embrayage en tant que levier à un ou à deux bras.

Pour un perfectionnement avantageux de tels embrayages à friction, il est prévu de former des surfaces de contact entre le palier d'actionnement et les languettes de la rondelle-ressort, qui varient radialement le long de la course d'actionnement. Ceci signifie qu'une position de contact radiale variable est fixée le long de la course d'actionnement. Ceci a pour conséquence que les rapports de levier sont modifiés le long de la course d'actionnement et que des forces d'actionnement différenciées peuvent ainsi être obtenues avec des relations de force inchangées par ailleurs. Ceci signifie qu'un comportement de force d'actionnement peut être ajusté aux propriétés de la rondelle-ressort et à la configuration de montage de celle-ci. La rondelle-ressort peut ainsi être optimisée notamment en termes de stabilité à long terme, de force de serrage, de minimum de force de serrage maximale et autres, les forces d'actionnement pouvant être ajustées notamment de manière homogène et à la caractéristique de la rondelle-ressort par les surfaces de contact radialement variables entre palier d'actionnement et languettes de rondelle-ressort, en fonction de la course d'actionnement. Des profils de contact radialement variables correspondants peuvent être prévus sur les languettes de rondelle-ressort, sur une bague du palier d'actionnement et/ou sur les bagues intercalaires disposées entre celles-ci. Il s'est avéré particulièrement avantageux qu'une surface de contact du palier d'actionnement soit sensiblement plane et que les surfaces de contact variables radialement soient prévues p. ex. en inclinaison descendante d'outil sur les languettes de rondelle-ressort. Les surfaces de contact variables radialement permettent de régler un rapport de longueurs de levier entre un point d'appui de la rondelle-ressort sur le couvercle d'embrayage et une surface de pose de la rondelle-ressort d'une part, et le point d'appui et les surfaces de contact d'autre part, si bien que pour des surfaces de contact prévues avec une extension radiale vers l'intérieur, une faible force d'actionnement sera obtenue avec des courses d'actionnement longues, et pour des surfaces de contact prévues avec une extension radiale vers l'extérieur, une force de serrage élevée avec des courses d'actionnement réduites. Les forces d'actionnement élevées exigées peuvent ainsi être prévues pour des forces d'actionnement faibles et élevées avec des longueurs de levier réduites, ce qui permettra de prévoir généralement une force d'actionnement homogène sur la course d'actionnement. En particulier pour des embrayages à friction de type à pression, la force de débrayage pourra être augmentée pour de grandes courses d'actionnement, les surfaces de contact radialement extérieures dans cette plage de course d'actionnement assurant des courtes longueurs de levier, si bien que des minimums de force avantageusement réduits de la rondelle-ressort pourront être prévus pour une force d'actionnement suffisamment perceptible. Les surfaces de contact variables radialement sont préférentiellement formées par deux ondulations respectives agencées radialement l'une au-dessus de l'autre sur les languettes de rondelle-ressort. Ceci permettra d'ajuster la valeur de la variation à la modification souhaitée des rapports de transmission de la rondelle-ressort, au moyen des rapports axiaux des ondulations entre elles et/ou de leur espacement radial entre elles, grâce à des rapports de levier variables. L'invention sera décrite de manière détaillée en référence à l'exemple d'exécution illustré par les fig. 1 à 4. Celles-ci représentent : Fig. 1 une coupe partielle d'un embrayage à friction de type à pression en état de fermeture, Fig. 2 une coupe partielle de l'embrayage à friction de la fig. 1 en état d'ouverture partielle, Fig. 3 une coupe partielle de l'embrayage à friction des fig. 1 et 2 en état d'ouverture complète et Fig. 4 un diagramme des caractéristiques d'une rondelle-ressort pour différentes géométries d'actionnement.

La fig. 1 représente une partie de l'embrayage à friction 1 rotatif autour de l'axe de rotation d, où le plateau de réaction 2 raccordé au couvercle d'embrayage 3 et les garnitures de friction 4 du disque d'embrayage 5 ne sont que schématiquement et fragmentairement figurés, en état de fermeture. L'embrayage à friction 1 est un embrayage à friction dit à pression, où le plateau de activation par le système ouverture forcée, de type à pression 6, en état de non d'actionnement 8 tel qu'un système de débrayage, est pré-contraint par la rondelle- ressort 7 contre le plateau de réaction 2 en formant un contact de frottement à force de serrage maximale sur le point de fonctionnement représenté. La rondelle-ressort 7 s'appuie en l'occurrence axialement contre la bague d'ajustement 9 du système d'ajustement 10 fixement appliquée axialement sur le couvercle d'embrayage 3 et est ainsi serrée axialement entre le couvercle d'embrayage 3 et la surface de butée 11 du plateau de pression 6. La force de serrage maximale est ajustée par la caractéristique de la rondelle-ressort 7, de la suspension de garniture 12 fonctionnant contre celle-ci et des ressorts à lame 13 maintenant le soulèvement et le logement solidaire en rotation du plateau de pression 6 par rapport au couvercle d'embrayage 3.

Pour ouvrir l'embrayage à friction 1, les languettes 14 de la rondelle-ressort 7 sont déplacées du palier d'actionnement 15 tel qu'un palier de débrayage du système de débrayage, axialement dans la direction de la flèche 22 le long d'une course d'actionnement. La rondelle-ressort 7 s'appuie alors contre la butée 16 raccordée au couvercle d'embrayage 3. La butée 16 forme le point d'appui H, qui partage la rondelle-ressort 7 comme levier à deux bras présentant les longueurs de levier 11 et 12. Il résulte une démultiplication définie des rapports entre longueurs de levier 11, 12, et donc la force d'actionnement correspondant à la force de serrage du plateau de pression. La longueur de levier 12 est en l'occurrence fonction de la position radiale de la surface de contact des languettes de rondelle-ressort 14 par rapport au palier d'actionnement 15. Les languettes de rondelle-ressort 14 forment deux ondulations 17, 18 espacées radialement, dont les surfaces de contact 19, 20 sont cause de longueurs de levier 12 différenciées avec la surface de contact 21 du palier d'actionnement 15 et donc de démultiplications et forces d'actionnement différentes. La rondelle-ressort pivotant sensiblement autour de la butée 16 pendant l'actionnement axial, la surface de contact 19 radialement intérieure se trouve - comme représenté en fig. 1 - en contact de butée avec la surface de contact 21 du palier d'actionnement 15. La force de serrage de la rondelle-ressort 7 sur la course d'actionnement est alors à un maximum, lequel exige des forces d'actionnement pour des courses d'actionnement réduites. Pour compenser ceci, la surface de contact radialement intérieure 19 est efficace avec une longueur de levier 1 supérieure pour des courses d'actionnement réduites le long de la flèche 22.

La fig. 2 représente l'embrayage à friction 1 suivant le même schéma en coupe, en état partiellement débrayé avec un palier d'actionnement 15 axialement partiellement déplacé le long de la course d'actionnement, la rondelle- ressort 7 étant par conséquent pivotée autour de la butée 16 de telle manière que les deux surfaces de contact 19, 20 des languettes de rondelle-ressort 14 sont en contact de butée avec la surface de contact 21 du palier d'actionnement 15 et que la longueur de levier 12 est raccourcie.

La fig. 3 représente l'embrayage à friction 1 suivant le même schéma en coupe que la fig. 1, en état complètement débrayé. La force de serrage de l'embrayage à friction étant fortement diminuée dans cet état, la longueur de levier 12 est également raccourcie, seule la surface de contact radialement extérieure 20 entrant en contact de butée avec la surface de contact 21 du palier d'actionnement 15 en cas de grandes courses d'actionnement. La fig. 4 représente un diagramme 23 avec la force d'actionnement F telle qu'une force de débrayage en ordonnée à gauche et le soulèvement x sur la course d'actionnement s. Les courbes 24, 25 qui coïncident presque illustrent la dépendance du soulèvement x par rapport à la course d'actionnement s d'un embrayage à friction conventionnel avec une surface de contact radiale par rapport au palier d'actionnement constante sur la course d'actionnement x et l'embrayage à friction 1 des fig. 1 à 3. Il en ressort que la variation radiale des surfaces de contact 19, 20 des fig. 1 à 3 n'a aucun impact négatif sur la manoeuvre de l'embrayage à friction 1. Les courbes 26, 27, 28 illustrent une force d'actionnement fonction de l'hystérèse - telles que des caractéristiques de la force de débrayage d'un embrayage à friction avec une surface de contact constante le long de la course d'actionnement s, correspondant à la surface de contact 20 des fig. 1 à 3. Les courbes 29, 30, 31 illustrent les caractéristiques de force de débrayage correspondantes de l'embrayage à friction 1 des fig. 1 à 3. Il est clair que le même comportement de force résulte pour l'embrayage à friction conventionnel et l'embrayage à friction proposé en cas de courses d'actionnement s élevées dans la plage de course d'actionnement s(min) correspondant au minimum de force de la rondelle-ressort suite aux longueurs de levier réglées sur la surface de contact 19 des fig. 1 à 3. En cas de courses d'actionnement s réduites, p. ex pour la course d'actionnement s(max) correspondant au maximum de force de la rondelle-ressort, les forces d'actionnement F sont pour l'embrayage à friction 1 sensiblement moindres, suite à la longueur de levier 12 rallongée au moyen de la surface de contact 19 de la fig. 1, si bien qu'il en résulte généralement un comportement d'actionnement plus régulier de l'embrayage à friction 1. Comme il ressort également de la fig. 4, une rondelle-ressort 7 pourra être proposée, laquelle pourra, pour illustrer le comportement de force de débrayage d'un embrayage à friction conventionnel par élévation du maximum de force, présenter un maximum de force inférieur, lequel sera relevé au niveau de l'embrayage à friction conventionnel par remontée de la longueur de levier raccourcie. Les rondelles-ressorts à minimum de force réduit se distinguent par des contraintes inférieures, et leur durée de vie est allongée en conséquence.

Liste des signes de référence 1 Embrayage à friction 2 Plateau de réaction 3 Couvercle d'embrayage 4 Garniture de friction 5 Disque d'embrayage 6 Plateau de pression 7 Rondelle-ressort 8 Système d'actionnement 9 Bague d'ajustement 10 Système d'ajustement 11 Surface de butée 12 Suspension de garniture 13 Ressort à lame 14 Languette de rondelle-ressort 15 Palier d'actionnement 16 Butée 17 Ondulation 18 Ondulation 19 Surface de contact 20 Surface de contact 21 Surface de contact 22 Flèche 23 Diagramme 24 Courbe 25 Courbe 26 Courbe 27 Courbe 28 Courbe 29 Courbe 30 Courbe 31 Courbe d Axe de rotation F Force d'actionnement H Point d'appui 11 Longueur de levier 12 Longueur de levier s Course d'actionnement s(min) Course d'actionnement s(max) Course d'actionnement x Soulèvement 12

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Embrayage à friction (1), comportant un plateau de réaction (2) agencé de manière rotative autour d'un axe de rotation (d) , un plateau de pression (6) solidaire en rotation et agencé de manière axialement mobile par rapport à celui-ci, un disque d'embrayage (5) avec des garnitures de friction (4) disposées axialement entre le plateau de réaction (2) et le plateau de pression (6), pouvant être serrées entre ceux-ci par déplacement axial du plateau de pression (6), un couvercle d'embrayage (3) raccordé de manière solidaire en rotation au plateau de réaction (2), une rondelle-ressort (7) s'appuyant contre le couvercle d'embrayage (3) avec des languettes de rondelle-ressort (14) s'étendant radialement vers l'intérieur ainsi qu'un système d'actionnement ( 8 ) déplaçant axialement les languettes de rondelle-ressort (14) le long d'une course d'actionnement (s) au moyen d'un palier d'actionnement (15), pour le déplacement du plateau de pression (6) au 20 moyen de la rondelle-ressort (7), caractérisé en ce que des surfaces de contact (19, 20) variables radialement sont prévues entre le palier d'actionnement (15) et les languettes de rondelle-ressort (14) le long de la course d'actionnement (s). 25
2. 2. Embrayage à friction (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface de contact (21) du palier d'actionnement (15) est sensiblement plane et en ce que les surfaces de contact (19, 20) variables radialement sont 30 prévues sur les languettes de rondelle-ressort (14).
3. 3. Embrayage à friction (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moyen des surfaces de contact (19, 20) variables radialement, un rapport des longueurs de 35 levier (11, 12) est réglable entre un point d'appui (H) de la rondelle-ressort (7) sur le couvercle d'embrayage (3) et une surface de butée (11) de la rondelle-ressort (7) d'unepart, et le point d'appui (H) et les surfaces de contact (19, 20) d'autre part.
4. 4. Embrayage à friction (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur de levier (12) entre les surfaces de contact (19, 20) et le point d'appui (H) est réglée en fonction d'une force d'actionnement (F) s'exerçant le long de la course d'actionnement (s).
5. 5. Embrayage à friction (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur de levier (12) entre les surfaces de contact (19, 20) et la point d'appui (H) diminue à mesure que la course d'actionnement (s) augmente.
6. 6. Embrayage à friction (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les surfaces de contact (19, 20) variables radialement sont formées par deux ondulations (17, 18) respectives agencées radialement l'une au-dessus de l'autre sur les languettes de rondelle- ressort (14).
7. 7. Embrayage à friction (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit embrayage à friction est réalisé sous forme d'embrayage à friction à ouverture forcée par une course d'actionnement (s) croissante.
8. 8. Embrayage à friction (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit embrayage à friction est 30 réalisé sous forme d'embrayage à friction de type à pression.
9. 9. Embrayage à friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit embrayage à friction est 35 réalisé sous forme d'embrayage à friction de type à traction.